浅淡水电站冷却水系统对主机设备的影响及日常维护

时间：2022-09-08 14:20:05 来源：千叶帆本文已影响人

　　摘要：本文结合实际案例，分析了水电站冷却水系统对主机设备的影响及日常维护，分析结果表明，冷却水系统可有效降低主机设备运行中产生的热量，避免温度过高而引发一系列故障，此外，通过合理的日常维护，可提升水电站冷却水系统运行的稳定性和可靠性。
　　关键词：水电站；冷却水系统；主机设备；日常维护
　　冷却水系统是确保水电站持续运行的主要冷却系统，对降低主机设备运行故障，提升机组运行的稳定性有重要意义，也是提升水电站自动化水平的主要途径。本文结合实例案例，对水电站冷却水系统对主机设备的影响及日常维护做了如下分析。
　　1、案例概述
　　云南某水电站，装有3台单机容量为34MW的冲击式水轮发电机组，全厂技术供水以机组为单元，分为三个单元，每个单元由两台110kW的水泵从400m3发电机尾水集水井抽水与200m3消防水池并用的技术供水方式。其中200m3消防水池的水源：由小河口泉水经加压水泵及两套YZJ-500型一体化净水装置进行处理后，注入高程1180M高位200m3消防水池内，能够保证提供10L/S的取水量。技术供水泵提供的水源，经滤清器（滤水器）及控制阀门，向发电机各道轴承冷却器、空气冷却器及主变压器冷却器提供0.2-0.4MPa冷却水。经多年运行后，现技术供水图如下图1所示：
　　图1 现技术供水图
　　2、水电站冷却水系统对主机设备的影响
　　冷却水系统是水电站发电机组持续稳定运行的关键，主要作用是对主机设备进行冷却降温，确保各项设备都能正常运行，其对主机设备的影响主要体现在以下几个方面：
　　2.1 防止水压过低或过高对主机的影响
　　由于本站采用技术供水泵直供方式，导致供水量不够甚至中断的原因直接来源于技术供水泵的运行是否正常及集水井水位过低，此时PLC检测到主用泵电机故障和电源故障时，发出故障报警信号，并停止故障水泵的运行，自动启动备用泵运行，并将故障信号上送；集水井水位过低则通过高位水池进行补给的方式来解决水压过低或过高对主机的影响。同时也可以通过机组单元之间的联络阀门来确保主机供水的安全可靠性【1】。
　　2.2防止结垢的影响
　　结垢是冷却水系统常见问题，主要原因是随着冷却水温度的升高，冷却水中的盐类析出附着在主机设备冷却器表面，从而降低冷却水系统的散热效果，导致发电机组温度升高，进而影响机组的正常运行。本电站冷却水系统中设置了开式循环水池，在冷却水总量保持不变的前提下，冷却水系统中的结垢量为常数，当结垢完成后，冷却水系统中的循环水就是软水，就不会再次产生结垢。此外，在实际使用中，冷却水系统中的水是四季长流的山泉水，并经过水池沉淀，杂质较少，并不会产生结垢现象，散热效果有保证，可满足水电站发电机组设备持续运行的要求。
　　2.3防水生物的影响
　　水生物会使供水管道的截面积降低，减少冷却水量，难以满足主机设备对散热效果的需求，甚至会导致冷却器轴承温度升高，难以持续运行。在本电站采用了循环冷却技术供水，可有效解决水生物的影响。在循环水池中加入相应的药剂，可杜绝水生物生长，确保供水的可靠性，针对循环冷却器外部生长的水生物，在检修时进行处理即可。
　　2.4防泥沙的影响
　　泥沙对冷却水系统的影响是磨损和堵塞供水系统，如果处理不及时会磨穿冷却器铜管，降低冷却效果，导致发电机组设备升温，进而引发一系列故障。而本电站采用的冷却水系统为一个闭式系统，在初次运行时采用的冷却水为山泉水，无泥沙等杂质，可有效避免泥沙的影响，提升冷却水系统的稳定性和持久性，确保机组设备能正常运行。
　　2.5降低机组设备运行能耗
　　采用循环冷卻水系统后，每台机组各有一套独立的供水系统，两台供水水泵，一台工作，一台备用。工作水泵随机组的开停而开停。该系统的优点在于管路系统简单可靠，水泵自动化接线简单，管理方便。不从过流管道上直接取水，将该部分水量应用于发电中。该水电站发出的多余电力，既能供循环冷却水系统使用，也可以加入到水电站发电量中【2】。水电站发电量越多，节能效果就越明显。循环冷却水系统水泵的扬程在35～45m之间，当水电站水头超过35～45m时就会产生节能效果。而本电站的额定水头662.9m已经远远超过该数值，节能效果显著。
　　2.6提升机组设备运行的可靠性
　　机组设备可靠运行是水电站持续、可靠运行的关键。传统冷却水系统会受到河流自热条件的影响，可靠性比较低，泥沙磨损也是主要的安全隐患，如果冷却器散热铜管被磨穿，则会破坏机组的绝缘层，甚至烧毁电机。通过应用循环式冷却水系统则能有效解决这些问题，为水电站机组设备持续、可靠运行奠定坚实基础。
　　3、水电站冷却水系统的日常维护
　　3.1定期检查循环水泵电源供给方式
　　该电站单元循环冷却水系统1#水泵动力电源来自于400V电厂用电Ⅰ段，2#的水泵电源来自于Ⅱ段。在日常维护中，需要电源供给方式进行全面系统检查，发现问题及时处理，确保供电的稳定性。即使发生停电故障，循环冷却水系统可以及时使用。通过此种互为备用的维护方式，大大提升了循环冷却水系统运行的可靠性，也提升了水电站机组设备运行效率。
　　3.2定期维护示流信号器
　　为提升水电站运行的自动化程度，需要定期对该水电站循环冷却水进水管、空冷器冷水出水管、推力冷却水出水管、主轴密封供水管等管路上的热导式示流信号器进行维护和检查。当冷却水投入运行后，通过示流信号器可探测到水流情况，并将探测到的结果传输到监控系统中。如果发现示流信号器无法正确传输回示流信号，使得机组设备频繁发生启动失败故障。需要进行深入探查和分析，如果示流信号器上附着了一层褐色固体物质，导致示流信号器的灵敏度降低，通过清理后重新使用，但5天后又发生了相同故障，就需要更换示流信号器，具体做法如下：

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